粉煤灰掺量对混凝土收缩性能影响的试验研究.pdf

粉煤灰综合利用F L YA S HC o M 呼R E H E N S I、1 EU T。I Z A T l o N2 0 1 4N O 5粉煤灰掺量对混凝土收缩性能影响的试验研究E x p e r i m e n t a ls t u d yo nC o n c r e t eS h r i n k a g ew i t hD i f f e r e n tF l y A s hP r o p o r t i o n s王新杰，徐巍，封金财，吴明明(常州大学土木工程系，江苏常州2 1 3 1 6 4)摘要：主要研究了混凝土中粉煤灰掺量对其收缩性能的影响。结果表明，粉煤灰对混凝土早期的自收缩、总收缩和干燥收缩都有一定程度的抑制作用，粉煤灰的火山灰效应在增强混凝土强度的同时也能减小混凝土的收缩。关键词：混凝土；粉煤灰；收缩；机理中图分类号：T U 5 2 8 0 4 1文献标识码：A文章编号：1 0 0 5 8 2 4 9(2 0 1 4)0 5 0 0 3 9 0 3收缩是混凝土本身固有的一种重要特性，它主要是由于混凝土内的化学反应和温度降低以及水分发生变化等因素引起的。收缩不仅能发生在混凝土表面，而且在混凝土内部也会发生，大量研究表明超过8 0 的混凝土非荷载裂缝是由收缩引起的，而混凝土裂缝会直接影响到建筑物的美观甚至有些还会影响到建筑物的安全使用。随着现代混凝土向高强、高性能方向发展，单位体积的混凝土中水泥的含量越来越多，非荷载裂缝在混凝土结构中的所占的比例也逐渐增加。为了减小混凝土的收缩，大量的预拌混凝土中已经掺入粉煤灰等掺合料，现在粉煤灰已经成为现代混凝土的第四组成成分。目前，关于粉煤灰的掺量对混凝土力学性能研究的较多，对混凝土收缩性能研究的较少，有些研究还出现截然相反的结论，因此，很有必要研究粉煤灰的掺量对混凝土收缩性能的影响。1 试验1 1 试验材料与配比粉煤灰：常州火力发电厂的级粉煤灰，其主要化学成分和物理性能见表1 和表2。水泥：南京龙潭中国水泥厂生产的P 04 2 5 级海螺水泥；减水剂：由常州建科院提供；石：石子粒径范围5 m m 一2 0 m m，其物理第一作者：王新杰(1 9 7 8)，男博士研究生学历。主要研究混凝土结构的基本性能和耐久性。收稿日期：2 0 1 4-0 5 2 6性能参数如表3；砂：采用细度模数为2 3 的普通河沙，物理性能如表4。表1 粉煤灰的化学组成吸水率表观密度(k g 3)堆积密度(k g m 3)压碎指标本次试验保持混凝土的骨料含量、砂率、胶凝材料的总量不变，通过改变粉煤灰掺量研究粉煤灰对混凝土在2 8 d 龄期内的收缩影响。试验取0、1 0、2 0、3 0、5 0 五种不同粉煤灰掺量。具体的配合比见表5。表5 不同粉煤灰掺量混凝土的配合比3 9-2 0 1 4N O 5粉煤灰综合利用F L Y A S HC o M 咿R E H E N S I、1 EU T I Z A T I o N1 2 试验方法试验方法和收缩值的测定均参照G B T5 0 0 8 2 0 0 9普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准中的接触性方法进行。2 结果与分析2 1 不同粉煤灰掺量混凝土的收缩粉煤灰作为矿物掺合料取代水泥，节约成本的同时对混凝土的耐久性能也能起到一定的改善作用，不同粉煤灰掺量混凝土在早期2 8 d 内的自收缩和总收缩如图1 和图2。由图1、2 可看出不同粉煤灰掺量的混凝土在龄期3 d 内自收缩和总收缩都发展较快，之后趋势逐渐趋于平缓；此外混凝土的自收缩和总收缩都随着粉煤灰掺量的增加而逐渐减小。可以发现粉煤灰无论是对混凝土的自收缩还是总收缩都可以起到一定的抑制作用。5 0 t 14 5(140(13,5 l l毛3 0(I耍2 加娶2 嗣l 驯l O f t71 1=l2 H 问d图1不同粉煤灰掺量混凝土的自收缩 _：；I一i i一)I H 州“圈2 不同粉煤灰掺量混凝土的总收缩不同粉煤灰掺量对混凝土自收缩占总收缩比例的影响如图3，由图3 可看出粉煤灰含量的增加，自收缩占总收缩的比例也越来越大，粉煤灰掺量为0、1 0、2 0、3 0、5 0 的混凝土在龄期3 d 时自收缩占总收缩的比例分别为4 6 6 3、4 6 8 9、5 2 2、5 6 0 2、6 3 3 5。同时还可以看出龄期对不同粉煤灰混凝土自收缩占总收缩比例的影响不大。4 0 誉蝥j 川ljn _ l：t u l J。2 加詈 2 0 0萋l 加兰l o o5 1 1图4 不同粉煤灰掺混凝土的干燥收缩2 2 机理分析混凝土发生自收缩主要是因为在绝湿状态下，胶凝材料水化吸收混凝土毛细管中的水分，毛细管在失水后处于真空状态，继而管壁周围的混凝土受到拉应力，最终产生收缩变形。粉煤灰是具有一定微集料效应的活性较低的矿物掺合料，